CN111999520A - 一种信号检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的信号检测装置，应用于轨道车辆技术领域，该装置包括至少一路信号检测电路，该信号检测电路包括：自检模块、选通模块、信号处理模块，以及控制模块，控制模块用于控制选通模块和信号处理模块运行于工作模式或自检模式。在工作模式下，基于速度传感器反馈的两路传感器信号进行速度信号检测和列车行驶方向判断；在自检模式下，基于自检模块输出的自检信号以及预设检测标准完成自检，本发明提供的信号检测装置不仅能够实现现有技术中信号检测装置的既定功能，同时还可以在自检模式下完成自检操作，检测装置本身是否正常，进而保证所反馈的速度信号检测结果的准确性，有助于提高轨道列车的运行安全性。

Description

一种信号检测装置

技术领域

本发明属于轨道车辆技术领域，尤其涉及一种信号检测装置。

背景技术

轨道列车的速度信号是现代列车控制***中的关键输入信号，列车牵引、制动控制、车轮空转防护、列车信号控制、车门锁闭控制等极其重要的控制流程都需要基于精确可信的速度信号才能实现。因此，对速度信号进行精确、实时的采集检测，直接影响到行车安全及运营效率。

为实现冗余安全，现代列车往往会在车体中多个车轮轴处设置速度传感器，每个速度传感器能够输出双路不同相位的传感器信号，现有的信号检测装置设置有两路检测通道，分别接收同一速度传感器的两路传感器信号，并基于两路传感器信号完成相应的速度信号检测和列车行驶方向判断，进而实现二取二安全检测机制。

然而，作为现代列车控制***的重要构成部分，现有的信号检测装置并不具备自检功能，无法有效检测自身的工作状态，进而难以保证所反馈的速度信号检测结果的准确性，甚至会影响轨道列车的运行安全。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种信号检测装置，具备自检功能，能够检测装置本身是否正常，进而保证所反馈的速度信号检测结果的准确性，确保轨道列车的安全运行，具体方案如下：

本发明提供一种信号检测装置，包括：至少一路信号检测电路，所述信号检测电路包括：自检模块、选通模块、信号处理模块，以及控制模块，其中，

所述控制模块分别与所述选通模块、所述信号处理模块的控制端相连，用于控制所述选通模块和所述信号处理模块的运行模式，其中，所述运行模式包括工作模式和自检模式；

所述选通模块的输入端分别与所述自检模块、速度传感器相连，所述选通模块的输出端与所述信号处理模块相连；

所述选通模块用于在所述工作模式下向所述信号处理模块传输所述速度传感器的两路传感器信号，或者，在所述自检模式下向所述信号处理模块传输所述自检模块输出的自检信号；

所述信号处理模块用于在所述工作模式下将所述两路传感器信号分别转换为相应的数字量传感器信号，或者，在所述自检模式下将所述自检信号转换为数字量自检信号；

所述控制模块还用于根据两路所述数字量传感器信号进行速度信号检测和列车行驶方向判断，或者，根据所述数字量自检信号以及预设检测标准完成自检。

可选的，所述选通模块包括第一选通电路和第二选通电路，其中，

所述第一选通电路的输入端分别与所述自检模块、所述速度传感器的第一输出端相连，所述第一选通电路的输出端与所述信号处理模块相连；

所述第二选通电路的输入端分别与所述自检模块、所述速度传感器的第二输出端相连，所述第二选通电路的输出端与所述信号处理模块相连。

可选的，所述信号处理模块包括第一信号处理电路和第二信号处理电路，其中，

所述第一信号处理电路和所述第二信号处理电路为结构相同的信号处理电路，所述信号处理电路包括：幅值采样电路和频率采样电路，其中，

所述幅值采样电路用于将传感器信号或自检信号的模拟量幅值转换为相应的数字量幅值；

所述频率采样电路用于将传感器信号或自检信号的频率值转换为相应的数字量频率值；

所述第一信号处理电路中的幅值采样电路分别与所述第一选通电路以及所述第二选通电路的输出端相连；

所述第一信号处理电路中的频率采样电路与所述第一选通电路的输出端相连；

所述第二信号处理电路中的幅值采样电路分别与所述第一选通电路以及所述第二选通电路的输出端相连；

所述第二信号处理电路中的频率采样电路与所述第二选通电路的输出端相连。

可选的，所述自检模块包括第一自检电路和第二自检电路，其中，

所述第一自检电路与所述第一选通电路的输入端相连；

所述第二自检电路与所述第二选通电路的输入端相连；

所述第一自检电路和所述第二自检电路为结构相同的自检电路，所述自检电路包括：波形发生器和运算放大器，其中，

所述运算放大器的第一输入端连接所述波形发生器，接收所述波形发生器的检测波信号；

所述运算放大器的第二输入端接收偏置电压；

所述运算放大器的输出端作为所述自检电路的输出端输出自检信号。

可选的，还包括：电源模块，其中，

所述电源模块的控制端与所述控制模块相连，所述电源模块的电压输出端分别与所述自检电路中所述运算放大器的第二输入端以及所述速度传感器的电源端相连；

所述电源模块用于输出与所述控制模块输出的控制信号相对应的电压。

可选的，所述信号处理模块还包括：数字隔离器；

所述数字隔离器的输入端分别与所述第一信号处理电路和所述第二信号处理电路相连；

所述数字隔离器的输出端与所述控制模块相连。

可选的，所述控制模块还用于根据预设电气参数检测所述速度传感器的工作状态，其中，所述预设电气参数包括传感器信号频率、传感器信号幅值、传感器信号相位、传感器供电电压、传感器供电电流，以及传感器输出阻抗中的至少一种。

可选的，所述幅值采样电路包括：第一比例衰减器、第二比例衰减器、状态检测器，以及模-数转换器，其中，

所述第一比例衰减器的输入端与所述速度传感器的输出端中的正极相连；

所述状态检测器的输入端与所述速度传感器的输出端中的负极相连；

所述第二比例衰减器的输入端与所述自检模块相连；

所述第一比例衰减器、所述第二比例衰减器，以及所述状态检测器的输出端分别与所述模-数转换器的输入端相连；

所述模-数转换器的输出端作为所述幅值采样电路的输出端；

所述模-数转换器的控制端作为所述信号处理模块的控制端与所述控制模块相连。

可选的，所述频率采样电路包括：滤波器、滞回比较器和输出缓冲器，其中，

所述滤波器的输入端与所述速度传感器的输出端中的正极相连；

所述滤波器的输出端经所述滞回比较器与所述输出缓冲器的输入端相连；

所述输出缓冲器的输出端作为所述频率采样电路的输出端。

可选的，所述第一选通电路和所述第二选通电路为结构相同的选通电路，所述选通电路包括：第一选通输入端、第二选通输入端、选通输出端，以及选通连接电路，其中，

所述第一选通输入端接收所述自检信号；

所述第二选通输入端接收所述传感器信号；

所述选通输出端与所述信号处理模块相连；

所述选通连接电路的控制端与所述控制模块相连，所述选通连接电路用于在所述工作模式下连通所述第二选通输入端和所述选通输出端，或者，在所述自检模式下连通所述第一选通输入端和所述选通输出端。

基于上述技术方案，本发明提供的信号检测装置，至少一路信号检测电路，信号检测电路包括：自检模块、选通模块、信号处理模块，以及控制模块，控制模块用于控制选通模块和信号处理模块运行于工作模式或自检模式。在工作模式下，选通模块向信号处理模块传输速度传感器的两路传感器信号，信号处理模块将所得两路传感器信号分别转换为相应的数字量传感器信号，控制模块则根据两路数字量传感器信号进行速度信号检测和列车行驶方向判断；在自检模式下，选通模块向信号处理模块传输自检模块输出的自检信号，信号处理模块将自检信号转换为数字量自检信号并发送至控制模块，控制模块则根据数字量自检信号以及预设检测标准完成自检，本发明提供的信号检测装置不仅能够实现现有技术中信号检测装置的既定功能，同时还可以在自检模式下完成自检操作，检测装置本身是否正常，进而保证所反馈的速度信号检测结果的准确性，有助于提高轨道列车的运行安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种信号检测装置的结构框图；

图2是本发明实施例提供的另一种信号检测装置的结构框图；

图3是本发明实施例提供的信号检测装置中选通电路的结构框图；

图4是本发明实施例提供的信号检测装置中自检电路的结构框图；

图5是本发明实施例提供的信号检测装置中电源模块的结构框图；

图6是本发明实施例提供的信号检测装置中的幅值采样电路的结构框图；

图7是本发明实施例提供的信号检测装置中的频率采样电路的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

可选的，参见图1，图1是本发明实施例提供的一种信号检测装置的结构框图，如图1所示，本发明实施例提供的信号检测装置包括至少一路信号检测电路（图1中以1路示出），在实际应用中，每一路信号检测电路可以对应对一个输出两路传感器信号的速度传感器，因此，如果本发明实施例提供的信号检测装置在实际应用中包括两路及以上的信号检测电路，则可以同时完成多个速度传感器的信号检测。

具体的，对于每一路信号检测装置，均包括：自检模块、选通模块、信号处理模块，以及控制模块，其中，

控制模块分别与选通模块、信号处理模块的控制端相连，在实际应用时，控制模块可以基于实际应用需求，控制选通模块和信号处理模块的运行模式，其中，在本发明实施例中，选通模块和信号处理模块的运行模式至少包括工作模式和自检模式。顾名思义，工作模式是指信号检测装置对速度传感器的传感器信号进行检测时对应的模式，而自检模式，则对应信号检测装置进行自身运行状态检测时对应的模式。

自检模块用于生成自检信号。可选的，自检信号可以是任何具有规则波形或传输规律，能够被准确检测到的信号，比如方波信号。在本发明实施例中，对于自检信号的具体选择不做限定。可以想到的是，为了便于控制模块识别自检信号和传感器信号，自检信号应优先选取与传感器信号具有明显差异的信号。

进一步的，选通模块的输入端分别与自检模块、速度传感器相连，而选通模块的输出端则与信号处理模块相连。具体的，选通模块用于在工作模式下向信号处理模块传输速度传感器的两路传感器信号，或者，在自检模式下向信号处理模块传输自检模块输出的自检信号。可以想到的是，在上述两种工作模式中，信号检测装置在任意时刻，只能处于上述工作状态中的一种，因此，选通模块在工作时，要么传输传感器信号，要么传输自检信号。

由于自检信号和传感器信号具有较为明显的差异，信号处理模块需要分别进行处理，因此，在工作模式下，信号处理模块将两路传感器信号分别转换为相应的数字量传感器信号，而在自检模式下，信号处理模块将自检信号转换为数字量自检信号。

基于上述内容，在工作模式下，本发明实施例提供的控制模块根据两路数字量传感器信号进行速度信号检测和列车行驶方向判断。需要说明的是，对于速度信号的检测，以及列车行驶方向的判断，可以采用现有技术中的方法实现，按照二取二的安全机制实现信号检测装置的既定功能，对于二取二安全机制的实现、速度信号的检测，以及列车实行方向的判断，均可参照现有技术实现，本发明对此不做具体限定。

在自检模式下，控制模块根据所得数字量自检信号以及预设检测标准完成自检。作为一种可选的实现方式，本发明实施例中述及的预设检测标准可以是与自检信号对应的标准波形，在自检模式下，如果控制模块能够顺利的接收到自检信号，且所得自检信号与预存的标准波形一致，或满足相应的偏差要求，则可以判定选通模块接收的信号可以被有效的检测到，检测信号检测装置处于正常状态；相反的，如果控制模块没有接收到自检信号，或者，所得自检信号与预存的标准波形不符，则可以判定信号检测装置出现故障，相应的，对于速度传感器信号的检测结果也就是不准确的。

综上所述，本发明提供的信号检测装置，至少一路信号检测电路，信号检测电路包括：自检模块、选通模块、信号处理模块，以及控制模块，控制模块用于控制选通模块和信号处理模块运行于工作模式或自检模式。在工作模式下，选通模块向信号处理模块传输速度传感器的两路传感器信号，信号处理模块将所得两路传感器信号分别转换为相应的数字量传感器信号，控制模块则根据两路数字量传感器信号进行速度信号检测和列车行驶方向判断；在自检模式下，选通模块向信号处理模块传输自检模块输出的自检信号，信号处理模块将自检信号转换为数字量自检信号并发送至控制模块，控制模块则根据数字量自检信号以及预设检测标准完成自检，本发明提供的信号检测装置不仅能够实现现有技术中信号检测装置的既定功能，同时还可以在自检模式下完成自检操作，检测装置本身是否正常，进而保证所反馈的速度信号检测结果的准确性，有助于提高轨道列车的运行安全性。

在轨道交通领域中，使用的速度传感器大都提供两路传感器信号，且这两路传感器信号之间预设有相位差，用以实现行车方向的检测。下面以提供两路传感器信号的速度传感器所对应的应用场景为例，对本发明实施例提供的信号检测装置做进一步介绍。

可选的，参见图2，图2是本发明实施例提供的另一种信号检测装置的结构框图，在图1所示实施例的基础上，本实施例提供的信号检测装置，进一步给出各模块的可选构成，同时还包括有其他新增模块。

可选的，选通模块包括第一选通电路和第二选通电路，第一选通电路的输入端分别与自检模块速度传感器的第一输出端相连，第一选通电路的输出端与信号处理模块相连，对于信号处理模块的具体构成，将在后续内容中展开，此处暂不详述。与第一选通电路的连接情况类似，第二选通电路的输入端分别与自检模块、速度传感器的第二输出端相连，第二选通电路的输出端与信号处理模块相连。

在本实施例中，第一选通电路和第二选通电路为结构相同的选通电路，该选通电路包括：第一选通输入端、第二选通输入端、选通输出端，以及选通连接电路。可选的，参见图3，图3是本发明实施例提供的信号检测装置中选通电路的结构框图，可以看出，选通电路的输入端还可以包括更多，具体可以根据实际应用需求选用。

具体到本实施例中，选通电路的第一选通输入端接收自检信号，第二选通输入端接收传感器信号，在实际应用时，可以是两路传感器信号中的任意一路，具体是哪一路需要视具体的连接情况而定。选通输出端与信号处理模块相连。

进一步的，选通连接电路的控制端与控制模块相连，按照控制模块发送的控制信号切换工作模式，实现在不同的工作模式下，连通不同的通路。在工作模式下连通第二选通输入端和选通输出端，或者，在自检模式下连通第一选通输入端和选通输出端。可以想到的是，在同一时刻，选通电路中只有一路通路处于连通状态。

在实际应用中，选通电路可以基于多触点信号继电器或多路模拟开关等器件实现。

可选的，自检模块包括第一自检电路和第二自检电路，在具体连接过程中，第一自检电路与第一选通电路的输入端相连，用于为第一选通电路对应的信号传递通路提供自检信号；第二自检电路与第二选通电路的输入端相连，用于第二选通电路对应的信号传递通路提供自检信号。

在本发明实施例中，第一自检电路和第二自检电路为结构相同的自检电路，可选的，参见图4，图4是本发明实施例提供的信号检测装置中自检电路的结构框图，该自检电路包括：波形发生器和运算放大器，其中，

运算放大器的第一输入端连接波形发生器，接收波形发生器的检测波信号，运算放大器的第二输入端接收偏置电压，运算放大器的输出端作为自检电路的输出端输出自检信号。

根据自检电路的基本结构可知，本发明实施例提供的自检电路，波形发生器生成检测波信号，以偏置电压进行偏置后，经选通电路连接到幅值采集电路和频率采集电路，进行分离和数字化后，可实现信号传输通道完整性的自检测试。

进一步的，如图2所示，本发明实施例提供的信号检测装置还包括电源模块。电源模块的电压输出端分别与自检电路中运算放大器的第二输入端以及速度传感器的电源端相连。基于此种连接关系，电源模块在为速度传感器供电的同时，还同时为第一自检电路及第二自检电路提供偏置电压。因此，本实施例提供的信号检测装置还可以同时检测速度传感器的供电是否正常。电源模块的控制端与控制模块相连，输出与控制模块输出的控制信号相对应的电压。

可以想到的是，在实际应用中，速度传感器分为有源型和无源型，有源型速度传感器需要供电模块提供电源才能工作，比如霍尔型速度传感器、光电型速度传感器等，无源型速度传感器则不需外接电源即可工作，比如测速电机型速度传感器。因此，在实际应用时，还需要根据所匹配的速度传感器的具体类型来确定是否需要设置电源模块。

而对于有源型速度传感器而言，不同型号的速度传感器的额定工作电压有可能不同，为了提高本发明实施例提供的信号检测装置的通用性以及硬件***灵活性，电源模块可以基于程控电源实现。

可选的，参见图5，图5是本发明实施例提供的信号检测装置中电源模块的结构框图。如图5所示，程控电源的控制端作为电源模块的控制端与控制模块相连，接收控制模块的控制信号，根据控制信号配置为不同的电压输出，如常用的24V、15V等，从而适配不同型号的速度传感器。同时，程控电源还可以向控制模块实时反馈输出的电压和电流，用于辅助判断速度传感器的功耗及健康状况。具体的，电源模块可以使用UART接口与控制模块通信，接收控制命令，反馈输出电压、电流值。

可选的，信号处理模块包括第一信号处理电路和第二信号处理电路，其中，第一信号处理电路和第二信号处理电路为结构相同的信号处理电路，该信号处理电路包括：幅值采样电路和频率采样电路。

具体的，幅值采样电路用于将传感器信号或自检信号的模拟量幅值转换为相应的数字量幅值，而频率采样电路用于将传感器信号或自检信号的频率值转换为相应的数字量频率值。具体应用时，第一信号处理电路中的幅值采样电路分别与第一选通电路以及第二选通电路的输出端相连，从而实现两路传感器信号的采集和转换。相应的，第二信号处理电路中的幅值采样电路分别与第一选通电路以及第二选通电路的输出端相连。

第一信号处理电路中的频率采样电路与第一选通电路的输出端相连，采集并转换速度传感器第一输出端输出的传感器信号或自检信号的频率。

第二信号处理电路中的频率采样电路与第二选通电路的输出端相连，采集并转换速度传感器第二输出端输出的传感器信号或自检信号的频率。

可选的，参见图6，图6是本发明实施例提供的信号检测装置中的幅值采样电路的结构框图。如图6所示，幅值采样电路包括：第一比例衰减器、第二比例衰减器、状态检测器，以及模-数转换器，其中，

第一比例衰减器的输入端与速度传感器的输出端中的正极相连，即图6中所示的“调理信号输入+”；状态检测器的输入端与速度传感器的输出端中的负极相连，即图6中所示的“调理信号输入-”。第二比例衰减器的输入端与自检模块相连，接收自检信号。

第一比例衰减器、第二比例衰减器，以及状态检测器的输出端分别与模-数转换器的输入端相连，模-数转换器的输出端作为幅值采样电路的输出端，输出数字量传感器信号或数字量自检信号。

模-数转换器的控制端作为信号处理模块的控制端与控制模块相连，接收控制模块的控制信号，进而实现运行模式的切换。

需要强调说明的是，上述连接关系以及图6所示的结构框图，仅仅是对幅值采集电路的原理的简单说明，第一比例衰减器接收并处理速度传感器输出端正极提供的信号，状态检测器接收并处理速度传感器输出端负极提供的信号，而第二比例衰减器则用于接收并处理自检模块输出的自检信号。在实际应用中，为了达到处理两路甚至多路传感器信号的目的，模-数转换器采用多路模-数转换器，因此，相应的，实际应用中上述第一比例衰减器和状态检测器要设置多组，每一组对应速度传感器的输出端。也就是说，针对现有技术中提供两路传感器信号的速度传感器而言，在同一幅值采集电路内，第一比例衰减器和状态检测器均需设置两个。

相应的，同一幅值采样电路只需处理一路自检信号，所以实际应用中，同一幅值采样电路内的第二比例衰减电路可以只设置一路。基于图6所示的结构框图，幅值采样电路采集速度传感器信号或自检信号，进行比例衰减后将其中的模拟量信号转换为数字量信号，再经数字总线接口发送给后级电路。状态检测器串联在速度传感器输出端的负极，可检测速度传感器工作回路状态，当速度信号线开路或速度传感器输出特性变化时可输出异常指示，从而辅助判断其健康状况。

进一步的，在自检信号为经过偏置的检测波信号的情况下，幅值采样电路还可分离检测自检信号中的偏置电压，用于速度传感器供电测试。

在实际应用中，模-数转换器接收来自控制模块的控制信号，包括模数转换器初始化设置、转换通道选择/排序、转换速率选择等，这些控制过程都可以基于现有技术实现，本发明对此不做限定。

本实施例中使用的模-数转换器转换后的数字量总线接口根据器件不同可以是SPI、IIC、UART等常用类型。

可选的，参见图7，图7是本发明实施例提供的信号检测装置中的频率采样电路的结构框图。如图7所示，本实施例提供的频率采样电路包括：滤波器、滞回比较器和输出缓冲器，其中，

滤波器的输入端与速度传感器的输出端中的正极相连；滤波器的输出端经滞回比较器与输出缓冲器的输入端相连；输出缓冲器的输出端作为频率采样电路的输出端，输出满足预设要求的数字量频率值。

通过频率采样电路可以对频率信号进行滤波、滞回比较、有效阈值判断、输出缓冲后发送给后级电路。

可选的，为了实现速度传感器现场侧与控制模块侧之间的电气隔离，电平匹配，以及信号传输，上述任一实施例提供的信号检测装置中的信号处理模块还包括：数字隔离器。具体的，数字隔离器的输入端分别与第一信号处理电路和第二信号处理电路相连，数字隔离器的输出端与控制模块相连。

在实际应用中，数字隔离器选用高速电容耦合器、高速磁耦合器中的一种实现。从而可以避免使用光电耦合器带来的光衰、参数一致性差、速率低等问题。

需要说明的是，在图2所示的结构框图中，为清楚的表示各路信号的传输路径，数字隔离器以四个框图体现，在实际实现过程中，并不意味着需要设置四个数字隔离器，在数字隔离器功能或信号传输通道运行的情况下，完全可以通过一个或两个数字隔离器实现，图2所示的数字隔离器设置情况，并非作为对数字隔离器设置数量的限制或说明，仅仅是对信号传输路径的示意。

相应的，图2所示的信号检测电路的具体构成部分，在具体实现时，在实现相同功能的前提下，同样可以通过一个现有器件实现，比如，第一选通电路和第二选通电路，在基于多路模拟开关实现的情况下，即可以使用一个多路模拟开关搭建具体电路。

进一步的，在上述任一实施例中，控制模块均可以包括独立的两个控制器，即如图2所示的第一控制器和第二控制器，在具体的功能划分上，第一控制器和第二控制器实现的功能基本相同，均可以基于所得的两路传感器信号进行车辆行驶速度检测和列车行车方向的判断，并将所得计算结果通过相应通道的***总线上传至后续***，同时，第一控制器和第二控制器之间还可以通过数据交换总线得到对应的计算结果，实现二取二的安全机制。

具体的，基于上述各个实施例提供结构框图，本发明任一实施例提供的信号检测装置中的控制模块均可以实现如下功能：

通过***总线接收并执行来自控制***的配置命令，如速度传感器类型、数量、供电电压、采样速率、采样类别（自检或有效信号）等；

向选通模块、信号处理模块、电源模块发送上述相关的控制信号，为速度传感器供电并控制采集操作；

结合轮径、速度传感器输出曲线，对采集到的速度传感器频率、幅值信号进行分析运算，得到列车速度信息；

对采集到的两路频率信号进行相位检测，得到列车行驶方向信息；

对得到的两通道速度信息、方向信息进行交换比较，确认安全一致后通过***总线向控制***按规定的通信协议发送上述速度、方向信息；

根据预设电气参数检测所述速度传感器的工作状态，其中，所述预设电气参数包括传感器信号频率、传感器信号幅值、传感器信号相位、传感器供电电压、传感器供电电流，以及传感器输出阻抗中的至少一种；

通过***总线向控制***上报本板地址、自检信息、传感器工作状态等规定的诊断信息。

在具体实现时，为适应铁路产品生命周期长的特点，控制模块内的控制器可灵活选用不同类型的器件实现，包括ARM、DSP、PowerPC等不同内核的CPU器件，或CPLD、FPGA等可编程逻辑器件。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的核心思想或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种信号检测装置，其特征在于，包括：至少一路信号检测电路，所述信号检测电路包括：自检模块、选通模块、信号处理模块，以及控制模块，其中，

所述控制模块分别与所述选通模块、所述信号处理模块的控制端相连，用于控制所述选通模块和所述信号处理模块的运行模式，其中，所述运行模式包括工作模式和自检模式；

所述选通模块的输入端分别与所述自检模块、速度传感器相连，所述选通模块的输出端与所述信号处理模块相连；

所述选通模块用于在所述工作模式下向所述信号处理模块传输所述速度传感器的两路传感器信号，或者，在所述自检模式下向所述信号处理模块传输所述自检模块输出的自检信号；

所述信号处理模块用于在所述工作模式下将所述两路传感器信号分别转换为相应的数字量传感器信号，或者，在所述自检模式下将所述自检信号转换为数字量自检信号；

所述控制模块还用于根据两路所述数字量传感器信号进行速度信号检测和列车行驶方向判断，或者，根据所述数字量自检信号以及预设检测标准完成自检。

2.根据权利要求1所述的信号检测装置，其特征在于，所述选通模块包括第一选通电路和第二选通电路，其中，

所述第一选通电路的输入端分别与所述自检模块、所述速度传感器的第一输出端相连，所述第一选通电路的输出端与所述信号处理模块相连；

所述第二选通电路的输入端分别与所述自检模块、所述速度传感器的第二输出端相连，所述第二选通电路的输出端与所述信号处理模块相连。

3.根据权利要求2所述的信号检测装置，其特征在于，所述信号处理模块包括第一信号处理电路和第二信号处理电路，其中，

所述第一信号处理电路和所述第二信号处理电路为结构相同的信号处理电路，所述信号处理电路包括：幅值采样电路和频率采样电路，其中，

所述幅值采样电路用于将传感器信号或自检信号的模拟量幅值转换为相应的数字量幅值；

所述频率采样电路用于将传感器信号或自检信号的频率值转换为相应的数字量频率值；

所述第一信号处理电路中的幅值采样电路分别与所述第一选通电路以及所述第二选通电路的输出端相连；

所述第一信号处理电路中的频率采样电路与所述第一选通电路的输出端相连；

所述第二信号处理电路中的幅值采样电路分别与所述第一选通电路以及所述第二选通电路的输出端相连；

所述第二信号处理电路中的频率采样电路与所述第二选通电路的输出端相连。

4.根据权利要求2所述的信号检测装置，其特征在于，所述自检模块包括第一自检电路和第二自检电路，其中，

所述第一自检电路与所述第一选通电路的输入端相连；

所述第二自检电路与所述第二选通电路的输入端相连；

所述第一自检电路和所述第二自检电路为结构相同的自检电路，所述自检电路包括：波形发生器和运算放大器，其中，

所述运算放大器的第一输入端连接所述波形发生器，接收所述波形发生器的检测波信号；

所述运算放大器的第二输入端接收偏置电压；

所述运算放大器的输出端作为所述自检电路的输出端输出自检信号。

5.根据权利要求4所述的信号检测装置，其特征在于，还包括：电源模块，其中，

所述电源模块的控制端与所述控制模块相连，所述电源模块的电压输出端分别与所述自检电路中所述运算放大器的第二输入端以及所述速度传感器的电源端相连；

所述电源模块用于输出与所述控制模块输出的控制信号相对应的电压。

6.根据权利要求3所述的信号检测装置，其特征在于，所述信号处理模块还包括：数字隔离器；

所述数字隔离器的输入端分别与所述第一信号处理电路和所述第二信号处理电路相连；

所述数字隔离器的输出端与所述控制模块相连。

7.根据权利要求1所述的信号检测装置，其特征在于，所述控制模块还用于根据预设电气参数检测所述速度传感器的工作状态，其中，所述预设电气参数包括传感器信号频率、传感器信号幅值、传感器信号相位、传感器供电电压、传感器供电电流，以及传感器输出阻抗中的至少一种。

8.根据权利要求3所述的信号检测装置，其特征在于，所述幅值采样电路包括：第一比例衰减器、第二比例衰减器、状态检测器，以及模-数转换器，其中，

所述第一比例衰减器的输入端与所述速度传感器的输出端中的正极相连；

所述状态检测器的输入端与所述速度传感器的输出端中的负极相连；

所述第二比例衰减器的输入端与所述自检模块相连；

所述第一比例衰减器、所述第二比例衰减器，以及所述状态检测器的输出端分别与所述模-数转换器的输入端相连；

所述模-数转换器的输出端作为所述幅值采样电路的输出端；

所述模-数转换器的控制端作为所述信号处理模块的控制端与所述控制模块相连。

9.根据权利要求3所述的信号检测装置，其特征在于，所述频率采样电路包括：滤波器、滞回比较器和输出缓冲器，其中，

所述滤波器的输入端与所述速度传感器的输出端中的正极相连；

所述滤波器的输出端经所述滞回比较器与所述输出缓冲器的输入端相连；

所述输出缓冲器的输出端作为所述频率采样电路的输出端。

10.根据权利要求2所述的信号检测装置，其特征在于，所述第一选通电路和所述第二选通电路为结构相同的选通电路，所述选通电路包括：第一选通输入端、第二选通输入端、选通输出端，以及选通连接电路，其中，

所述第一选通输入端接收所述自检信号；

所述第二选通输入端接收所述传感器信号；

所述选通输出端与所述信号处理模块相连；

所述选通连接电路的控制端与所述控制模块相连，所述选通连接电路用于在所述工作模式下连通所述第二选通输入端和所述选通输出端，或者，在所述自检模式下连通所述第一选通输入端和所述选通输出端。

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